Los niveles de dióxido de carbono (CO2), un gas atmosférico natural, han aumentado drásticamente debido a la actividad humana. Como gas de efecto invernadero, el CO2 Las trampas de calor y las mayores concentraciones en la atmósfera están amenazando los ecosistemas a través del cambio climático y la acidificación de los océanos [1]. Las instalaciones industriales, como las centrales eléctricas de carbón, están desarrollando tecnologías para capturar CO2 de los gases de escape (gases de combustión) después de la combustión. El CO capturado2 Puede transformarse para su uso en otros sectores. Estos sistemas de captura de carbono pueden ayudar a las industrias a lograr emisiones de carbono neutrales o incluso negativas, reduciendo su impacto ambiental.
Esta nota de aplicación de proceso describe la amina y el CO2 análisis en la solución absorbente cáustica del proceso de captura y secuestro de carbono (CCS) en plantas de captura de carbono (CCP). La tecnología de depuración basada en aminas consume mucha energía y tiene costos operativos significativos. Por lo tanto, optimizar la actividad y el uso de la amina a través del análisis en línea es un paso fundamental para reducir los costos generales y medir la eficiencia del CO.2 capturar simultáneamente.
Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), las emisiones globales de CO2 relacionadas con la energía2 Las emisiones alcanzaron un nuevo récord en 2023, alcanzando los 37,4 mil millones de toneladas (Gt) [2]. Este aumento subraya la necesidad crítica de contar con tecnologías de captura y almacenamiento de carbono eficaces.
La CCS implica el proceso de capturar dióxido de carbono residual de grandes fuentes puntuales (por ejemplo, plantas de energía que utilizan combustibles fósiles), transportarlo a un sitio de almacenamiento y depositarlo donde no vuelva a ingresar a la atmósfera, normalmente dentro de una formación geológica subterránea.
El objetivo final de la CCS es evitar la liberación de grandes cantidades de CO2 de nuevo a la atmósfera. La captura y almacenamiento de carbono (CCS) es un medio potencial para mitigar la contribución de las emisiones de combustibles fósiles al calentamiento global y la acidificación de los océanos.
El proceso más utilizado para la postcombustión de CO2 La captura es posible gracias a Tecnologías avanzadas de depuración basadas en aminas (Figura 1). Una corriente de gas rica en aminas, como los gases de combustión de una central eléctrica, se «burbujea» a través de una solución rica en aminas. El CO2 se une a las aminas a medida que pasa a través de la solución mientras otros gases continúan subiendo por el conducto de humos. Esto se muestra en la Reacción 1.
El CO2 en el CO resultante2-La solución de amina saturada se elimina de las aminas (Reacción 2), «capturado», y luego está listo para el almacenamiento de carbono (Figura 2, primer plano del CO2 absorbancia).
Si bien las aminas utilizadas en la captura de carbono se pueden reciclar, el proceso en sí requiere un uso intensivo de energía y costos operativos significativos. Por lo tanto, optimizar la actividad y el uso de las aminas es fundamental. Esta optimización no solo reduce los costos generales, sino que también ayuda a medir el CO2 Eficiencia de captura.
Tradicionalmente, CO2 La eficiencia de captura se calculó con base en la titulación manual de laboratorio a partir de muestras tomadas después del stripper. Sin embargo, este método tiene algunas limitaciones. Sólo proporciona una instantánea del proceso, lo que dificulta que los operadores optimicen continuamente el proceso o identifiquen desviaciones. Además, el muestreo manual puede introducir algunos errores.
Los analizadores de procesos en línea ayudan a superar estos problemas. Al medir continuamente la concentración de amina en línea en la solución absorbente, los analizadores de procesos en línea permiten el monitoreo en tiempo real del proceso de captura de carbono, mejorando en última instancia su eficiencia.
Para optimizar la captura de carbono, es fundamental monitorear los parámetros clave del proceso casi en tiempo real. Metrohm Process Analytics ofrece una solución potente: el Analizador de procesos TI 2060 (Figura 3). Este analizador multiparamétrico permite el análisis simultáneo de aminas y CO2 dentro de la solución absorbente cáustica utilizada en las plantas de captura de carbono.
El analizador de procesos 2060 TI puede realizar de manera eficaz titulaciones ácidas para aminas, así como para CO libre y total.2 en soluciones absorbentes de cáustico (NaOH). También ofrece limpieza y validación automáticas, lo que reduce el mantenimiento y minimiza el tiempo de inactividad. Este método ha sido probado con diferentes soluciones absorbentes y es compatible con pruebas de laboratorio (Tabla 1).
| Parámetros | [%] |
|---|---|
| Amina | 0–100 |
| CO2 | 0–100 |
Metrohm Process Analytics ofrece soluciones adicionales para centrales eléctricas de carbón, como el control de la corrosión con el Analizador de procesos IC 2060. Este potente analizador de procesos permite la determinación de varios aniones, incluidos cloruro, sulfato y fluoruro, que son indicadores clave de los procesos de corrosión en estas plantas. Al monitorear continuamente estos iones, los operadores de plantas pueden tomar medidas preventivas para minimizar la corrosión y garantizar el funcionamiento seguro y eficiente de sus instalaciones.
Además, es posible realizar un análisis continuo en línea de los niveles de ultratrazas de hierro y cobre en el circuito de agua-vapor de las centrales eléctricas utilizando el Analizador de Procesos TI 2060 (Figura 3). El análisis permite la detección temprana de procesos y picos de corrosión y también monitorea la formación y destrucción de la capa protectora de óxido en las superficies metálicas.
Ante la creciente urgencia de abordar el cambio climático, las tecnologías de captura de carbono, como la depuración basada en aminas, ofrecen una solución prometedora. Sin embargo, optimizar la eficiencia y la rentabilidad de estos sistemas es crucial.
El analizador de procesos Metrohm Process Analytics 2060 TI proporciona datos en tiempo real, lo que permite la optimización continua del proceso y una mejor gestión de la eficiencia de captura de CO2. Al implementar soluciones de monitoreo tan avanzadas, las plantas de captura de carbono pueden garantizar un rendimiento óptimo y, al mismo tiempo, contribuir significativamente a reducir los gases de efecto invernadero en la atmósfera.
- Deaconu, A. Carbon Dioxide Capturing Technologies | EPCM.
- Executive Summary – CO2 Emissions in 2023 – Analysis. IEA. https://www.iea.org/reports/co2-emissions-in-2023/executive-summary (accessed 2024-05-21).
- Diagnóstico totalmente automatizado – alarmas automáticas cuando las muestras están fuera de los parámetros de especificación.
- Mayor producción optimizando la actividad de la amina.
- Evite costes innecesarios midiendo múltiples parámetros del proceso simultáneamente.
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